一、礦井基本情況
山西柳林滙豐興業曹家山煤業****位於柳林縣城東南7km處，行政區劃屬莊上鎮和陳家灣鄉，井田內由北向南有陳家焉村、高獅坡村、付家焉村、長焉村、張家社村、梨樹凹村和郭家山自然村。其地理座標為：
東經：110°56′19″—110°58′52″；
北緯：37°21′46″—37°24′01″。
井田南北長4.145km，東西寬3.752km，井田面積8.441km2，批准開採4—10號煤層，設計生產能力90萬t/a。
二、地質概況
（一）含煤地層
含煤地層主要有石炭系上統太原組和二疊系下統山西組。
1、石炭系上統太原組
太原組為井田主要含煤地層之一，為海陸相含煤沉積建造，根據本組岩性特徵可分為三段：
（1）下段
本段從k1砂岩底至10號煤底。地層厚34.26～37.80m，平均35.29m。岩性主要為細碎屑岩，即灰～灰黑色泥岩、粘土巖、灰白色砂岩。泥岩中富含植物化石。
（2）中段
本段從10號煤層底至l3灰岩底，厚度15.22～25.15m，平均21.48m，橫向上變化不大。岩性主要為灰黑色泥岩、煤層、砂質泥岩及灰白色砂岩。
沉積層之間發育有8上、8下、9、10號煤層。9、10號煤層為全區可採煤層，8上號為穩定大部可採煤層。9、10號煤層之間沉積一套灰黑色泥岩，由北向南厚度逐漸變小，於井田南部邊緣9、10號兩煤層合併；8、9號煤層之間沉積一套灰黑色泥岩、砂質泥岩、灰白色中砂岩、細砂岩，垂向上呈反粒序，橫向上由北向南粒序為中粒～細粒，然後相變為泥岩。
反映了砂體沉積過程中具有明顯的側向遷移特點，說明了該砂體為一分流河道砂。
（3）本段地層由l3灰岩底至k3砂岩底，厚度28.80～40.26m，平均33.
19m。岩性主要為3層石灰岩、煤層、灰黑色泥岩及少許粘土巖。其中l3、l4、l5三層灰岩全區發育穩定，發育有6上、6、7號煤層，均為不穩定不可採煤層。
2、二疊系下統山西組
為井田內另乙個主要含煤地層，為陸相含煤沉積建造，岩性主要為灰色、灰黑色砂岩、砂質泥岩、泥岩及煤層，含2、3、4、5上、
5下號煤層，其中4號煤層為全區穩定可採煤層，其餘均為不穩定不可採煤層。
（二）井田構造
本井田主體為一單斜構造，走向nw，傾向sw，傾角2°～9°，區域性發育有向背斜構造，目前未發現斷層，在井田北部長焉煤礦內9號採掘發現有乙個橢圓狀陷落柱（x1），長軸50m，短軸25m，無岩漿巖侵入。
s1向斜：位於井田中部，軸向由北北東向轉為南西向，東翼較西翼陡，東翼走向北東，傾向北西，傾角4°左右，西翼走向北東，傾向南東，傾角3°左右，向斜軸在井田內延伸長度2300m左右。
s2背斜：位於井田東北部，軸向由北東東向轉為北東向，南翼較北翼陡，南翼走向北東，傾向南東，傾角6°左右，北翼走向北東，傾向北西，傾角4°左右，背斜軸在井田內延伸長度1300m左右。
總之，井田地質構造簡單為一類。
三、礦井水文地質
井田為黃土丘陵區，大部分被中、上更新統黃土覆蓋，只在溝谷中出露少部分基岩。
井田內無常年性河流，溝谷中多為短暫的季節性河流或煤礦排水形成的小溪流。
（一）抽水試驗及引數計算
井田西南部czk4號孔為水文地質勘探孔。孔深208.12m，終孔於奧陶系灰岩中。
抽水分兩個試驗段：第一試驗段0～82m，為下石盒子組和山西組含水層。第二試驗段0～178m，為下石盒子組、山西組和太原組含水層。
引數計算採用裘布衣公式和經驗公式，計算結果見表;收集到井田外《河東煤田柳林勘探區地質勘探最終報告》中7—5水文孔抽水試驗和2—6孔注水試驗資料見表。
抽水試驗計算成果表
（二）井田主要含水層組
1、奧陶系岩溶含水層組
奧陶系在井田內全部被覆蓋，本區共施工奧陶系延深孔二個(czk4、601)號鑽孔)，鑽孔揭露最大厚度31.42m，均只打到峰峰組上部石灰岩，岩性主要為深灰色厚層狀石灰岩，據區域資料，本區峰峰組富水性弱。
本井田西側興無煤礦為了解決生產生活用水，於2023年委託呂梁地區鑿井隊在礦區東部施工了三個水源井，終孔層位均為奧陶系中統上馬家溝組，岩性主要為厚層狀石灰岩，豹皮狀灰岩、泥灰巖和角礫狀泥灰巖，岩溶裂隙發育，含水層富水性中等—強。其具體情況見下表：
水源井特徵表
綜上所述，本井田奧陶系灰岩含水層水位標高為801m左右。
2、石炭系太原組岩溶裂隙含水層組
井田內東北角溝谷中僅區域性出露，含水層主要為3層灰岩，灰岩從上至下依次為l5、l4、l3。鑽孔揭露總平均厚度為21.69m，在曹家山井田、陳莊井田9個精查孔中有5個鑽孔遇第一層灰岩即孔漏（不返水），其中包括在本井田施工的czk2、czk3、czk10三個鑽孔。
另外czk4水文孔消耗量增大，其餘三孔消耗量無明顯變化。鑽孔中遇到溶孔直徑15—20cm，岩溶發育程度及富水性反映出明顯的垂直分帶性。當太原組灰岩標高大於800m時岩溶發育，鑽孔沖洗液漏失嚴重不返水。
低於800m時岩溶發育差，鑽孔無一漏水現象發生。可見太原組灰岩岩溶發育具等高性，同時表現出等深性，即灰岩距基岩面距離小於100m，鑽孔孔漏，岩溶裂隙發育，當灰岩距基岩面距離大於100m，鑽孔沖洗液消耗量不大，岩溶裂隙不發育。而與其上覆鬆散層的厚度無關。
czk4孔山西組、太原組混合抽水結果：單位湧水量0.01411l/s.
m，水位標高825.52m，滲透係數0.0330m/d，水質屬hco3—mg.
na型，礦化度0.65g/l。
3、二疊系山西組砂岩裂隙含水層組
井田大面積被覆蓋，僅在井田西南有出露。含水層以中粗粒砂岩為主，平均厚度14.88m。
含水層裂隙發育差，單層厚度小，富水性弱。czk4孔抽水試驗結果，單位湧水量0.00039l/s.
m，水位標高875.84m。滲透係數0.
00263m/d，水質型別為hco3·so4—na.mg型，礦化度0.77g/l。
4、二疊系上下石盒子組砂岩含水層組
含水層主要為中粗粒砂岩，含水層平均厚度18.08m，溝谷中有小泉點出露，泉流量25m3/d，富水性弱，水質屬hco3·so4—na.mg型，礦化度0.46g/l。
5、第四系、上第三系孔隙含水層組
上第三系上新統溝谷中出露較普遍，含水層主要為底礫岩，厚度不穩定，單井出水量小於5m3/d，富水性弱。
第四系中、上更新統廣泛分布於井田內，其含水層補給條件不好，連續性差，單井出水量小於5m3/d，富水性弱。
（三）地下水的補、徑、排條件
井田奧灰岩溶水屬區域岩溶水的徑流區，奧灰岩溶水向北西排向區外柳林泉，井田距柳林泉群排洩區較近，水力坡度小，柳林泉群出露標高790—801m。
石炭系和二疊系含水層在裸露區接受大氣降水及季節性河流補給，順岩層傾向方向運動。上部含水層（主要是下石盒子組含水層）在溝谷中以侵蝕下降泉的形式排洩。泉流量一般不大。
下部含水層順岩層向西南排出井田外，礦坑排水量是主要排洩途徑。
（四）主要隔水層
1、山西組隔水層
山西組4號煤層以下到太原組是以泥岩為主砂泥岩互層的一套地層，厚度近10m，泥岩及粘土巖隔水性好，砂岩富水性弱，可視為山西組和太原組間較好隔水層。
2、本溪組隔水層
本溪組厚31.89m，岩性主要為泥岩、粘土巖、粉砂岩夾薄層石灰岩和中砂岩，隔水效能好，區域穩定，加之10號煤到本溪組頂界以泥岩為主的無煤段（厚35.29m）一同構成了奧灰岩與9、10號煤間的重要隔水層。
四、對奧陶系灰岩水帶壓開採的可行性分析
奧陶系在井田內全部被覆蓋，根據水文勘探資料，奧陶系峰峰組上部岩性主要為深灰色層狀石灰岩，本區峰峰組厚約100m，富水性弱;奧陶系中統上馬家溝組，岩性主要為厚層狀石灰岩，豹皮狀灰岩、泥灰巖和角礫狀泥灰巖，岩溶裂隙發育，含水層富水性中等—強。本井田奧陶系灰岩含水層水位標高為801m左右。
井田內各可採煤層在井田西南部均低於奧陶系灰岩水靜止水位標高，在開採過程中，由北向南帶壓程度逐步加大，奧灰水對我礦安全生產是否構成嚴重的安全威脅，我礦能否進行帶壓開採，是我們首先需要進行分析研究的問題。
我礦4#煤層最低底板標高720m，8上#煤層最低底板標高650m，9號煤層最低底板標高640m，10#煤層（合併區內）最低底板標高660m，均低於奧陶系灰岩含水層水位標高。4#煤層與奧陶系灰岩之間厚度為140.03m ，8上#煤層與奧陶系灰岩之間厚度為87.
87m ，9#煤層與奧陶系灰岩之間厚度為76.43m ，10#煤層與奧陶系灰岩之間厚度為67.18m 。
根據突水計算公式：
t=p/m
其中： t—突水系數（mpa/m）
p—底板隔水層承受的水頭壓力（mpa）
m—底板隔水層厚度（m）。
4#煤層突水系數：
t=（801-720+140.03）×9.8×10-3/140.03=0.015（mpa/m）
8上#煤層突水系數：
t=（801-650+87.87）×9.8×10-3/87.87=0.027（mpa/m）
9#煤層突水系數：
t=（801-640+76.43）×9.8×10-3/76.43=0.031（mpa/m）
10#煤層突水系數：
t=（801-660+67.18）×9.8×10-3/67.18=0.030（mpa/m）
由以上計算結果可知，井田內4、8上、9、10號煤層突水系數均小於受構造破壞段臨界突水系數0.06mpa/m，承壓含水層與開採煤層之間的隔水層能承受的水頭值大於實際水頭值，根據《煤礦安全規程》269條規定，我礦可以「帶水壓開採」，但必須制訂安全措施。
五、帶壓開採的安全技術措施
根據《煤礦安全規程》、《煤礦防治水規定釋義》及我礦實際，特制訂以下安全技術措施：
（一）做好日常水文地質工作
1、建立地下水動態觀測系統，並堅持長期觀測，逐步掌握地下水動態的可靠資料，為確定防治水方法及確保礦井的安全提供保障。
帶壓開採安全技術措施
本礦4號煤層底板標高為590 700m，為承壓開採，區內4號煤層底板至奧灰頂面133m左右，發育有泥岩 砂質泥岩等數層隔水性強的岩層，井田構造簡單。計算突水系數的公式如下 ts p m cp 式中 ts 突水系數 f cm2 m p 隔水層承受的水壓 f cm2 m 底板隔水層厚度 m cp 採礦對...
帶壓開採安全技術措施
登封市xx煤業帶壓開採 安全技術措施 登封市xx煤業 二0一二年三月 一 礦井及井田基本概況 xx煤業 為2005年資源整合的礦井，是由原登封市宣化鎮岳爻煤礦 嶽窯聯營煤礦 富民煤礦和登封市大龍山 禹州市桃園勘探區進行整合而成。該礦井設計生產能力21萬噸 年，現今實際生產能力21萬噸 年，主要開採二...
帶壓開採措施
鄭煤集團東坪煤礦 帶水壓開採 安全技術措施 編制單位 鄭煤集團東坪煤礦 編制日期 2009年9月 東坪煤礦二1煤層 帶壓開採 引數計算 一 概況 東坪煤礦位於鄭州礦區登封煤田白坪井田淺部，處於地下水徑流區，主要開採煤層為二疊系下統山西組下部的二1煤和太原組底部的一3煤層。東坪煤礦設計礦井湧水量為10...